熊宏華

摘要:一堂《平拋運動》課,始終依托巧妙建構的具體情景,從新課的導入、概念的形成、規律的探究到知識的運用,一脈相承,首尾呼應,潤物無聲地滲透了物理學科的核心素養,給人以耳目一新之感。文章以“觸景生情”“景出有因”“景中生智”“回歸實景”為小標題,從賞析的角度分享了整堂課的基本流程,讓人回味,給人啟迪。
關鍵詞:初中物理;平拋運動;情景教學
物理實驗是學生獲取直接經驗的重要途徑,在物理教學中具有十分重要的地位與作用,不可替代。因此《物理課程標準》中安排了很多實驗,提出通過創設情景來體驗、感悟物理知識的學習方法。然而,教材上的實驗還不是十分豐富,有些不夠完善,需要教師進行再加工設計,這就要求我們善于因地制宜、就地取材,對物理實驗的情景的創設精心策劃,合理安排,提高教學的有效性。
平拋運動作為學生由直線運動學習步人曲線運動學習的開端,是學生第一次運用“化曲為直”的物理思想和“運動合成與分解”的方法解決曲線運動問題,同時也是一節重要的規律課。依托實情實景,激活物理課堂,讓學生在情景中感悟平拋運動的要素,在實驗中探究平拋運動的規律,在活動中領悟平拋運動的應用,使運動觀念、研究途徑、思維方法、學以致用等物理核心素養的要義得以有效滲透,一堂《平拋運動》課給人啟迪,讓人有耳目一新之感。
一、觸景生情
新課的引入是從“圓圈套公仔”的游戲開始的,2019年是豬年,教師特意準備了幾個“小豬佩奇”的小公仔讓學生上講臺套,誰套著了,公仔就獎給誰。學生都來了興致,課堂一下熱鬧起來。這游戲是個有門道的技術活兒,有學生三兩下就套中了,有的怎么也套不著。
教師發話了:“估計大家都有過做這種游戲的經歷,想想看,這圓圈拋出時都有什么講究?”教師邊說邊隨機給幾個學生發放圓圈,讓學生在體驗中感悟,學生單臂伸開手拿圓圈在水平面內小角度地轉動圓圈做拋出狀。“水平拋出!”幾個學生幾乎是異口同聲說道。“對了,是平拋!那么要想提高套公仔的成功率有什么竅門兒?這與物理學中的什么運動有關?”教師邊說邊板書新授課題——平拋運動。
良好的開端是成功的一半。新課的導入是課堂教學中的起始且又是至關重要的一環,一般分認知導人、方法導人和情感導人三大類。通過游戲構建真實的情景,并讓學生參與其中親自體驗、感悟,誘發學生的好奇心、求知欲,就是情感導人的有效嘗試。學源于思,思源于疑,疑生于景。在新課的引入環節通過學生熟悉的游戲情景,拉近教科書與學生的距離,能刺激學生的感觀,極大地調動學生的主動求知的積極性。
簡言之,這叫觸景生情。
二、景出有因
教師借助講臺面分別彈射紙飛機和小鋼珠,提醒學生對比觀察二者被彈射出臺面后的運動軌跡。
師:飛機和小鋼珠被彈射出臺面后分別做什么運動?
生:曲線運動。
師:二者的運動軌跡有區別嗎?
(為引起學生重視,教師再次重復前面的演示)
生:小鋼珠的軌跡形態很穩定,紙飛機則不然,時而盤旋,時而下墜……每次情況都不一樣。
師:都是一樣的水平彈出,為什么彈出后的運動情形不一樣?
生:紙飛機受到的空氣阻力較大,小鋼珠受到的空氣阻力較小。
師:這里空氣阻力大與小是與什么力比較而言的?
生:重力!與重力相比小鋼珠受到的空氣阻力很小,小到可忽略,而紙飛機則不然。
師:可設想一下,如果在一個真空環境下做上述對比演示,情形會怎么樣?
通過對比演示將兩個迥然不同的拋物情形呈現在學生面前,以此引發師生交流討論,教師再引導學生在基于實驗的基礎上進行符合邏輯的外推,讓學生去偽存真、順理成章地構建起“平拋運動”的概念。
情景的設計,是基于特定的教學目標,將學習內容安排在技術和資源支持的比較科學、真實的活動中。讓兩種情景的差異根由與物理思想方法相契合,使學生在情景的對比與感悟中形成正確的物理觀念。
簡言之,這叫景出有因。
三、景中生智
(一)定性探究
師:同學們剛剛學習了運動的合成與分解,從前面的演示看平拋運動是一個曲線運動,能否將其分解成兩個簡單的直線運動呢?
教師給學生提供平拋運動雙軌演示儀,讓學生通過分組實驗探究平拋運動規律。
1.如何探究水平方向的運動規律
分組實驗:注意觀察(傾聽鋼球的撞擊聲)兩小球能否在最低點相碰。
2.如何探究豎直方向運動規律
分組實驗:注意觀察(傾聽鋼球的撞擊聲)兩小球能否同時著地。
在學生分組實驗的基礎上,教師引導學生依據合運動與分運動的獨立性和等時性定性得出探究結論。
(二)定量探究
閃光照片導出平拋規律,通過實驗探究定性得出結論:平拋小球水平方向做勻速直線運動;平拋小球豎直方向做自由落體運動。為加深學生印象,培育學生的理性思維和求真品質,教師再引導學生通過分析頻閃照片定量導出平拋運動規律。
定性分析是一種人們對事物原因和結果進行主觀臆測成分居多的分析,而定量分析是一種以實驗、數學符號、公式分析問題的基礎思維方式,是依據數據的統計建立的數學模型,在定性的基礎上加人定量的特征,使人們認識對象由模糊變清晰、由抽象變具體。
在學生形成了“平拋運動”概念的前提下,教師提供器材讓學生分組探究平拋運動規律,這既是平拋運動情景的自我建構,也是平拋運動規律的進階學習。平拋概念的認知、實驗現象的呈現會誘導學生將平拋運動與運動的合成分解聯系起來,這是突破難點的關鍵環節;閃光照片是動態情景的固化,它為學生定量探究平拋運動規律提供了不可多得的背景資料。
簡言之,這叫景中生智。
四、回歸實景
平拋運動的兩個分運動是彼此獨立的,但二者又是相互關聯的,相互關聯的物理量是什么?關聯的物理量又受到什么因素的制約?這是一個爬坡過坎的問題,為讓學生突破這個難點,教師播放了一段警匪片中汽車飛越迪拜塔的視頻。扣人心弦、充滿激情的視頻給學生以強烈的視角沖擊。于是,教師不失時機地發問:“汽車從一棟大樓的某一確定平臺飛越到另一棟樓的確定平臺上,駕駛員主要挑戰的是什么?”“高度!”“跨度!”“速度!”學生回答。通過討論,學生逐漸明白:高度一定(也即時間一定),跨度一定,駕駛員操縱汽車左閃右突、披荊斬棘最終要挑戰的是汽車沖出平臺的速度!
有了這樣一番討論,教師再讓學生回到開頭那個“圓圈套公仔”的游戲上,“要提高圈套的成功率,這里究竟有什么竅門兒呢?”學生開始有底氣了,討論熱烈起來:“高度沒定。”“拋出的速度也沒定。”“跨度定了嗎?”“按一般的游戲規則跨度基本上是定的。”
由此可見,朝某一位置平拋一個物體,其確定的水平位移與兩個不確定的因素高度(時間)和拋出速度都有關聯,拋擲者要提高圈中率無非是在這兩個要素中尋求一個平衡點。學生有了這樣的認知后,教師提醒:“同時調節兩個要素來提高成功率容易嗎?能找到更簡單的方法嗎?”
生:有了,確定拋出高度,只需改變拋出速度,便可能較快套上公仔。
師:對了!這在物理學中叫“控制變量法”,這大概就是提高圈套成功率的竅門兒!
學以致用,聯系實際是物理學的歸宿。
簡言之,這叫回歸實景。
游戲體驗凸顯拋物情景,對比演示呈現別樣情景,分組實驗自主建構情景,閃光照片固化物理情景,激情視頻重現生活情景,首尾呼應扣問游戲情景。平拋運動概念的形成、平拋運動規律的探究、平拋運動要素的關聯以及平拋運動規律的應用都是在相應的情景中實現或完成的。景與情、物與理緊密聯系在一起,整堂課有趣、有情、有理、有用,物理味濃,展現了物理教學的魅力。
參考文獻:
[1]馬云秀.實驗與問題“互為驅動”培養高階思維能力——以“互感和自感”教學為例[J].中學物理教學參考,2018(Z1).
[2]周建軍.創設物理實驗情境,增強教學有效性[J].物理教學,2015(08).
[3]廖伯琴.創新人才培養:物理探究活動開發與指導[M].南京:江蘇教育出版社,2012.